قانون طاقة الوضع الكهربائية

قانون طاقة الوضع الكهربائي يعتبر قانون طاقة الوضع الكهربائي من أهم القوانين الرياضية والفيزيائية لأنه يعتمد على موقع الجسم بالنسبة لبقية الأجسام في نفس النظام المحيط، لذلك كان علينا أن نشرح بالتفصيل من خلال هذه المقالة.

تعريف الطاقة الكامنة

• تُعرَّف الطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنة في الجسم بأنها الطاقة المخزنة في الأجسام، والتي تعتمد على الوضع النسبي للجسم بالنسبة لبقية الأجسام في نفس النظام.
• أيضًا، يحتوي الزخم على طاقة كامنة كبيرة عندما يتم ضغطه أو توسيعه، وتكون للكرة الفولاذية طاقة كامنة أكبر عندما تكون على ارتفاعات أعلى منها.
  • إنه موجود على سطح الأرض، والطاقة الكامنة هي خاصية للنظام بأكمله وليست للأجسام الفردية.

بينما يمكن حساب قانون الطاقة الكامنة عندما ترفع كتلة مسافة معينة عن الأرض، فإن القانون الذي يتم بموجبه حساب الطاقة الكامنة لهذا الجسم هو:

• الطاقة الكامنة = الكتلة × الارتفاع × التسارع بسبب الجاذبية.
• كما هو الحال مع النبضة، تُحسب قوة النبضة باستخدام قانون الصقر لأن قوة النبضة تتناسب طرديًا مع حجم الضغط ومدى النبضة.
  • يطبق القانون: قوة الزخم = قوة الزخم x في هذه الحالة، تسمى قوة الوضع قوة الموضعية بسبب الجاذبية.
  • نظرًا لأن الطاقة التي يمتلكها تعود إلى موضعها الرأسي، فكلما زادت كتلة الجسم، زادت جاذبيته.
  • يتقدم السهم للأمام: في هذه الحالة يطلق عليه طاقة الحالة المرنة، وهي الطاقة التي تحصل عليها نتيجة تمددها وانضغاطها.

قانون الطاقة الكامنة

عندما يتم رفع كتلة مسافة معينة من الأرض، فإن القانون الذي يتم بموجبه حساب الطاقة الكامنة للجسم هو:

• الطاقة الكامنة = الكتلة × الارتفاع × التسارع بسبب الجاذبية. للزخم، يتم حساب الطاقة الكامنة باستخدام قانون هوك.
• حيث تتناسب الطاقة الكامنة بشكل متزايد مع الضغط وامتداد الزخم والقانون: الطاقة الكامنة = مقدار الزخم الثابت x أو الامتداد مثالان على الطاقة الكامنة. تتجلى الطاقة الكامنة في العديد من أمثلة الحياة اليومية، بما في ذلك:
• تسمى الكرة المستقرة على الطاولة طاقة وضع الجاذبية لأن طاقتها تعود إلى وضعها الرأسي كلما زادت الطاقة الموضعية التي تكتسبها من الجاذبية.
• سهم السحب في القوس في هذه الحالة، يتم الحصول على طاقة النقطة المرنة من خلال تمددها وانضغاطها، وفي حالة المواد المرنة تزداد طاقة الحالة مع التمدد.
• الروابط الكيميائية التي تمتلكها الذرات بسبب عدم تجانس أو تقارب الإلكترونات في الذرة تحتوي على طاقة تحويل كهربائية معبر عنها بالكهرباء.
• تخزن أشكال الطاقة المعتمدة على الدولة الأشياء التي تحتوي على الطاقة في أجسامها بطرق متنوعة قبل إطلاق الطاقة الكامنة.

نسبة الطاقة الحركية وطاقة الوضع الكهربائي

عندما يكون الجسم في حالة حركة، فإنه يحمل الكثير من الطاقة، وهو ما تدل عليه حقيقة أن الجسم قادر على إحداث تغيير أو عمل.

تُعرف هذه الطاقة بالطاقة الحركية، وهناك العديد من الأمثلة على الأشياء ذات الطاقة الحركية، مثل ب- رصاصة سريعة، شخص يمشي وأشعة كهرومغناطيسية كالضوء.

• حالة الطاقة: على سبيل المثال، لا تحتوي الكرة غير المتحركة على طاقة حركية، ولكن عندما ترفع وتُلقى على سيارة، فإنها تسبب ضررًا لأن الطاقة مرتبطة بها، وتعكس كمية هذه الطاقة مقدار الضرر المتسبب بها.
• يتم إنشاء الطاقة الميكانيكية من خلال حركة الأشياء أو وجودها في مكان معين، وهو مجموع الطاقة الحركية والطاقة المحلية. على سبيل المثال، عندما تتحرك السيارة من أعلى التل، فإن طاقتها هي طاقة حركية وحظية.

الطاقة الميكانيكية وعلاقتها بالطاقة الكهربائية الكامنة

وبالتالي، يتم إنشاء الطاقة الميكانيكية من خلال حركة الأشياء أو وجودها في مكان معين وهي مجموع الطاقة الحركية والطاقة المحلية.

على سبيل المثال، عندما تقود السيارة أعلى تل، تكون طاقتها حركية وفورية.

الطاقة الكهرومغناطيسية وطاقة الوضع الكهربائي

تُعرف أيضًا باسم الطاقة المشعة من الموجات الضوئية والموجات الكهرومغناطيسية وأي شكل من أشكال الضوء يحتوي على الطاقة الكهرومغناطيسية.

وتشمل هذه الأشعة الراديو وأشعة جاما والأشعة السينية وأفران الميكروويف والأشعة فوق البنفسجية.

الطاقة الأيونية الطاقة الكهربائية المحتملة

إنها الطاقة التي تربط الإلكترونات بنواة الذرات أو الأيونات أو الجزيئات، ومثال على ذلك الطاقة الأيونية الأولية المطلوبة لإزالة الإلكترون.

الطاقة الأيونية الثانية المطلوبة لإزالة إلكترونين أكبر من طاقة الأيونات الأولى.

أشكال أخرى من الطاقة

هناك العديد من أشكال الطاقة الأخرى، بما في ذلك:

طاقة حرارية

• الطاقة الحرارية هي نتيجة اختلاف درجة الحرارة بين نظامين مختلفين ؛ على سبيل المثال، يحتوي فنجان قهوة ساخن على طاقة حرارية من داخل الكوب ومن البيئة المحيطة به.

الطاقة الكيميائية

• تنشأ الطاقة الكيميائية من التفاعلات الكيميائية بين الذرات أو الجزيئات ؛ مثل الطاقة الكيميائية الموجودة في الخلايا الكهروكيميائية أو البطاريات.

الطاقة النووية

• هذه هي الطاقة الناتجة عن التغيرات في نواة الذرة أو من التفاعلات النووية مثل الانشطار والاندماج والانحلال النووي.

الطاقة السليمة

• وبالتالي، يمكن للطاقة المشتقة من الموجات الصوتية أن تنتقل عبر الهواء أو أي وسيلة أخرى مثل الماء. ب- ينتقل صوت الإنسان.

تحدث تحولات الطاقة المتعددة للحصول على شكل يستخدم تحويلات طاقة متعددة، على سبيل المثال:

تحولات الطاقة في متطابقة

• يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية، والتي تحفز الجزيئات على إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة، والتي بدورها تتحول إلى طاقة حرارية أكثر وطاقة كهرومغناطيسية تظهر كضوء مرئي.

نوبات قوة المحرك

تولد الطاقة الكهربائية شرارة في المحرك، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في الوقود، مما يؤدي إلى تمدد الوقود والضغط على أجزاء السيارة.

والضغط المستمر والمتزايد على أجزاء السيارة لتدوير العجلات وتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية. دائرة الديزل:

يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية بعد سلسلة من التفاعلات مثل دورة رانكين في التوربينات البخارية: حيث تقوم بتحويل أشكال مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية بعد سلسلة من التفاعلات مثل:

• الطاقة الكيميائية (طاقة حرارية (طاقة ميكانيكية)).
• الطاقة النووية
• و (الطاقة الحرارية (طاقة ميكانيكية))
• الطاقة الشمسية (طاقة حرارية (طاقة ميكانيكية)
• الطاقة الحرارية الأرضية – دورة برايتون
• الطاقة الحرارية (طاقة ميكانيكية) في توربينات الغاز أو المحركات النفاثة:
• يتم تحويل أشكال مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية بعد سلسلة من التفاعلات مثل الطاقة الكيميائية والطاقة الحرارية والطاقة الميكانيكية.

تعريف الطاقة الكهربائية

• الطاقة هي القدرة على أداء العمل أو تطبيق قوة معينة على جسم ما لتحريكه، ويتم تعريف الطاقة الكهربائية على أنها طاقة.
  • يولد عن طريق تدفق الشحنات الكهربائية من خلال التوربينات المتحركة.
• يمكن تعريفها أيضًا على أنها الطاقة المخزنة في الجسيمات المشحونة داخل مجال كهربائي، وهي المنطقة المحيطة بالجسيم المشحون.
  • تستخدم الطاقة الكهربائية التجاذب والتنافر بين الجسيمات المشحونة لتحريكها والقيام بعمل، وهي من أهم أشكال الطاقة للبشرية جمعاء.
• تصنف الطاقة عمومًا إلى فئتين: إما الطاقة الحركية، وهي طاقة الجسم أثناء حركته والتي تزداد مع سرعته.
  • أو الطاقة الكامنة، أي الطاقة المخزنة في جسم أو مادة بسبب وضعها أو حالتها.
  • يؤدي تغييرها إلى إطلاق هذه الطاقة المخزنة، ولكن غالبًا ما تأتي الطاقة الكهربائية في شكل طاقة كامنة.

في النهاية، يعتمد قانون طاقة الوضع الكهربائي بشكل كبير على توليد الطاقة، وهو أحد القوانين المهمة التي تعتمد على كتلة وسرعة الجسم، فضلاً عن علاقته بقوة الجاذبية الأرضية.